Спосіб видалення високоміцних стрижнів із порожнин металевих виливків

Реферат: UA 116533 U UA 116533 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології електрогідравлічної обробки та може бути використана в ливарному виробництві та машинобудуванні. Відомий спосіб вибивки стрижнів зі складних виливків (див. а.с. СРСР № 653827 МПК 2 В22D 29/00, експертний висновок додається), що включає вплив серії електрогідравлічних ударів на поверхню виливка від групи електродів, причому електрогідравлічні удари здійснюють з частотою 1,6-2,2 імп./сек. для кожного робочого проміжку електрод - виливок. Ознакою, що збігається з істотною ознакою способу, що заявляється, є дія на виливки високовольтними імпульсними розрядами. Причини, що перешкоджають одержанню необхідного технічного результату, такі: спосіб забезпечує руйнування і видалення оболонкових керамічних форм із поверхні виливків, але не забезпечує видалення високоміцних стрижнів із порожнин і отворів малих розмірів. Найближчим аналогом технічного рішення, що заявляється, є спосіб очищення виливків точного лиття (Пат. України № 75782 МПК (2006) В22D 29/00, опубл. 15.05.2006. Бюл. № 5), який полягає в електрогідроімпульсній обробці виливків у попередньо нагрітому до температури 60-70 °С рідкому робочому середовищі, а як рідке робоче середовище використовують водний 30-40 % розчин поверхнево-активної речовини, що належить до класу диспергаторів. (Пат. України № 75782 МПК (2006) В22D 29/00, опубл. 15.05.2006. Бюл. №5). Ознаками, що збігаються з істотними ознаками корисної моделі, що заявляється, є дія на виливки високовольтними імпульсними розрядами в нагрітому до температури 60-70 °С водному 30-40 % розчині поверхнево-активної речовини. До причин, що перешкоджають одержанню необхідного технічного результату, слід віднести те, що у відомому технічному рішенні не вказано режими високовольтної розрядно-імпульсної обробки, які б забезпечували високоефективне руйнування та видалення високоміцних стрижнів із порожнин і отворів малих розмірів, зберігаючи при цьому геометричні розміри та цілісність матеріалу виливків. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу видалення високоміцних стрижнів з порожнин металевих виливків шляхом визначення оптимального режиму дії високовольтних імпульсних розрядів на виливок, що дозволить одержати хвилі стиску для порушення адгезійного зв'язку між виливком і стрижнем, руйнування стрижня та видалення його з порожнин та отворів малих розмірів виливка без порушення його геометричних розмірів і цілісності матеріалу, і за рахунок цього підвищити ефективність видалення високоміцних стрижнів. Суть корисної моделі, що заявляється, полягає в тому, що у способі видалення високоміцних стрижнів із порожнин металевих виливків, який включає дію на виливки високовольтними імпульсними розрядами в нагрітому до температури 60-70 °С водному 3040 % розчині поверхнево-активної речовини, згідно з корисною моделлю, попередньо визначають максимальну допустиму енергію високовольтних розрядів в імпульсі залежно від матеріалу та товщини стінки виливка, за якої збережена його цілісність, а дію високовольтними імпульсними розрядами здійснюють послідовно у дві стадії, на першій стадії - з енергією в імпульсі, що дорівнює визначеній максимальній енергії в імпульсі, а на другій - з енергією в імпульсі, яка на 10-20 % менше ніж енергія на першій стадії, причому частоту проходження імпульсів установлюють на першій стадії від 2 до 3 Гц, а на другій - від 4 до 6 Гц. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає у такому. Ознаки "попередньо визначають максимальну енергію високовольтних розрядів в імпульсі залежно від матеріалу та товщини стінки виливка, за якої збережена його цілісність, а дію високовольтними імпульсними розрядами здійснюють послідовно у дві стадії, на першій стадії з енергією в імпульсі, що дорівнює визначеній максимальній енергії в імпульсі, а на другій - з енергією в імпульсі, яка на 10-20 % менше ніж енергія на першій стадії, причому частоту проходження імпульсів установлюють на першій стадії від 2 до 3 Гц, а на другій - від 4 до 6 Гц", дозволяють одержати хвилі стиску для порушення адгезійного зв'язку між виливком і стрижнем, руйнування стрижня та видалення його з порожнин та отворів малих розмірів виливка без порушення його геометричних розмірів і цілісності матеріалу, і за рахунок цього підвищити ефективність видалення високоміцних стрижнів. Суть способу пояснюється кресленням, де наведено емпіричну залежність максимальної енергії високовольтних розрядів в імпульсі від матеріалу та товщини стінки виливка, за якої збережена його цілісність. Спосіб здійснюють таким чином. Попередньо визначають емпіричне значення максимальної енергії високовольтних розрядів в імпульсі залежно від матеріалу та товщини стінки виливка, за якої збережена його цілісність. 1 UA 116533 U 5 10 15 20 25 30 Виливки укладають на технологічній оснастці і занурюють в технологічну ємкість, заповнену рідким робочим середовищем - водний 30-40 % розчин поверхнево-активної речовини, попередньо нагрітий до 60-70 °C. Дію високовольтними імпульсними розрядами здійснюють послідовно у дві стадії, на першій стадії - з енергією в імпульсі, що дорівнює визначеній максимальній енергії в імпульсі, а на другій - з енергією в імпульсі, яка на 10-20 % менше ніж енергія на першій стадії, причому частоту проходження імпульсів установлюють на першій стадії від 2 до 3 Гц, а на другій - від 4 до 6 Гц. Дія високовольтними імпульсними розрядами на першій стадії дозволить одержувати максимальний тиск в імпульсі хвиль стиску, які діють на об'єкт, що обробляється, та внаслідок різниці амплітуд власних коливань матеріалу виливка і стрижня на межі їх розділу виникають напруги, що разом з адсорбційними шарами ПАР приводить до порушення адгезійного зв'язку між виливком і стрижнем, та зниження інтегральної міцності стрижня, в результаті чого в матеріалі стрижня утворюються тріщини, в які під дією капілярних сил проникає рідина. На другій стадії високовольтні імпульсні розряди з енергією в імпульсі, яка на 10-20 % менше ніж енергія на першій стадії з частотою проходження імпульсів від 4 до 6 Гц, утворюють хвилі стиску, які діють на стрижень, викликають напруги розтягнення і зсуву та додатково впливають на тріщини, доводячи їх до критичних розмірів. Без адгезії зі стінкою виливка крихкі стрижні тріскаються і руйнуються. Під дією гідропотоків, які супроводжують високовольтні імпульсні розряди в рідині, стрижнева суміш вимивається з порожнин і отворів малих розмірів виливка. Час обробки задають, виходячи з міцності стрижневої суміші. Нижче в таблиці наведено результати видалення високоміцних стрижнів на основі корунду, модифікованих алюмінієм та кремнієм, із порожнин металевих виливків. Виливок 1 - стійка, мінімальна товщина стінки - 6 мм; матеріал виливка - сплав ВТ6. Виливок 2 - корпус замка, мінімальна товщина стінки - 7 мм; матеріал виливка - сплав 9ХС. Як рідке робоче середовище використовують водний 30 % розчин адипінової кислоти, нагрітий до 60 °C. Визначені параметри високовольтних імпульсних розрядів на першій стадії: виливок 1 - енергія в імпульсі 1,25 кДж, частота проходження імпульсів 2 Гц; виливок 2 - енергія в імпульсі 2,5 кДж, частота проходження імпульсів 3 Гц. Таблиця Результати дослідного видалення стрижнів із порожнин металевих виливків Найменування параметрів Матеріал виливка Міцність стрижня на стиск, МПа Мінімальна товщина стінок виливка, мм Питомі витрати енергії, кВтгод Виливок 1 ВТ6 20 6,0 0,608 І стадія / II стадія 1,25/1,0 І стадія / II стадія 2/6 100 Енергія в імпульсі, кДж Частота проходження імпульсів Повнота очищення, % 35 Виливок 2 9ХС 24 7,0 0,67 І стадія / II стадія 2,5 / 2,0 І стадія / II стадія 2/4 100 Таким чином, здійснення способу видалення високоміцних стрижнів із порожнин металевих виливків дозволить одержати хвилі стиску для порушення адгезійного зв'язку між виливком і стрижнем, руйнування стрижня та видалення його з порожнин та отворів малих розмірів виливка без порушення його геометричних розмірів і цілісності матеріалу, і за рахунок цього підвищити ефективність видалення високоміцних стрижнів. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 Спосіб видалення високоміцних стрижнів із порожнин металевих виливків, що включає дію на виливки високовольтними імпульсними розрядами в нагрітому до температури 60-70 °С водному 30-40 % розчині поверхнево-активної речовини, який відрізняється тим, що попередньо визначають максимальну енергію високовольтних розрядів в імпульсі залежно від 2 UA 116533 U 5 матеріалу та товщини стінки виливка, за якої збережена його цілісність, а дію високовольтними імпульсними розрядами здійснюють послідовно у дві стадії, на першій стадії - з енергією в імпульсі, що дорівнює визначеній максимальній енергії в імпульсі, а на другій - з енергією в імпульсі, яка на 10-20 % менше ніж енергія на першій стадії, причому частоту проходження імпульсів установлюють на першій стадії від 2 до 3 Гц, а на другій - від 4 до 6 Гц. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3